[发明专利]一种链篦机球团料层磁铁矿氧化率分布的在线软测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种链篦机球团料层磁铁矿氧化率分布的在线软测量方法。

背景技术

近几年我国钢铁工业飞速发展，2010年粗钢产量达6.27亿吨，高炉铁产量达5.90亿吨，世界排名第一。高炉大型化、现代化对炉料提出的要求越来越高，高炉合理炉料结构越来越受到重视。

铁矿氧化球团符合高炉合理炉料要求，适应我国铁矿资源特点，相比烧结工艺有利于节能减排，日益引起关注，正逐步得到发展。作为一种重要的铁矿氧化球团生产方法，链篦机-回转窑工艺适合我国铁矿氧化球团发展，在产量上居主导地位。

氧化亚铁含量【球团生产原料一般含有磁铁矿，磁铁矿氧化即球团亚铁含量降低】是铁矿氧化球团矿的重要质量指标，对高炉冶炼有着重要影响。一般认为，入炉原料的还原度每提高10%，焦比可降低8%~9%；氧化亚铁含量每降低1%，焦比降低1%。根据GB 50491-2009规定，成品球团矿FeO含量应小于等于1.0%。

链篦机-回转窑生产工艺中，球团磁铁矿的氧化过程显著发生于链篦机预热段。理论研究和生产实践都证明了保证链篦机上预热球团氧化率的必要性。首先，磁铁矿氧化为赤铁矿是放热反应，氧化反应的充分进行可以保证在较低燃耗条件下预热球获得充足的热量，具有足够的机械强度满足回转窑生产过程要求；第二，若预热段磁铁矿氧化不充分则会在球团矿中心残存，当球团进入高温焙烧带，磁铁矿将与脉石SiO₂反应，生成低熔点化合物，在球团矿内部出现液态渣相，冷却时收缩，使球团矿内部出现同心裂纹，不仅影响球团矿的强度，而且恶化其还原性；此外，机械强度差、氧化率低的预热球进入回转窑易产生球团磨损破裂，而因这些粉尘中FeO存在产生的液相可能会导致回转窑结圈等事故的发生。因此链篦机上预热球团磁铁矿氧化率对球团生产具有重要影响。

目前球团生产中一般对成品球团矿FeO含量进行了定期取样检验，但链篦机上预热过程球团的氧化情况因链篦机-回转窑封闭系统取样困难以及氧化率在料层中分布不均匀造成取样代表性差等原因尚未实现在线检测。

因此，开发一种能够在线检测铁矿氧化球团生产过程中链篦机料层磁铁矿氧化率分布的技术，对链篦机-回转窑铁矿氧化球团生产具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种链篦机球团料层磁铁矿氧化率分布的在线软测量方法，该链篦机球团料层磁铁矿氧化率分布的在线软测量方法能快速检测出球团生产过程中链篦机料层磁铁矿氧化率分布。

发明的技术解决方案如下：

一种链篦机球团料层磁铁矿氧化率分布的在线软测量方法，包括以下步骤：

步骤1：网格划分：

将链篦机上球团料层划分成尺寸范围为L₁×L₂×L₃的虚拟计算微元，其中，L₁为链篦机有效长度的0.1%~1%，单位为cm；L₂为球团料层宽度,单位为cm；L₃为实时料层高度的5%~10%,单位为cm；

步骤2：获取辅助变量的值：

辅助变量包括生球磁铁矿含量、生球半径、料层温度和气体温度；

步骤3：模型建立并求解：根据有固体产物层的未反应核模型理论，建立球团料层磁铁矿氧化率计算模型方程，对每一计算微元内球团料层磁铁矿氧化率进行求解。

步骤2中4个辅助变量的获取方式分别为：

1）生球磁铁矿含量

生球磁铁矿含量由如下方程计算：

p=Σmipi(1-wi)232(mgreenpellet+mreturn)]]>公式1